Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ И ЯЧМЕНЯ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ И ЯЧМЕНЯ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ"

Л-20423,

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

ШЕВЧЕНКО Виктор Александрович

УДК 581.14 + 631.559 : 631.51.021 : 633.15 + 633.16

РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ И ЯЧМЕНЯ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

06.01.09 — растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1988

'Л-Аие.'й

Диссертация выполнена на кафедре физиологии растений Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. Н. Третьяков.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук В. В. Коломеиченко; кандидат сельскохозяйственных наук В. Н. Осипов.

Ведущая организация — Научно-производственное объединение «Подмосковье». А . А

Защита диссертации состоится <<«А'» . '*£л«&£.-£; . . . 198]? г. в «АУ» часов на заседании специализированного совета ТС 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦЫБ ТСХА.

Автореферат разослан « *& » . ^.^е^ет^. . . 1988 г.

♦ Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных наук

бо?с> '

В. И. Скоблина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Продовольственной программой и решениями ХХУП съезда КПСС предусмотрено значительное увеличение среднегодового производства зерна и других видов растениеводческой продукции на основе применения научно обоснованных систем земле- . делия. В частности, важное значение имеет переход на ресурсосберегающие технологии возделывания сельскохозяйственных культур, позволяющие сохранять и улучшать почву как основное средство производства, экономить трудовые, энергетические и материально-технические ресурсы.

В этой связи изучение характера изменения водно-физических и агрохимических свойств почвы в условиях энергосберегающих технологий обработки почвы и реакции на них растений приобретает существенную научную и практическую значимость.'

Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований было изучение действия перспективных способов обработки дерново-подзолистой срецнесуглинистой почвы в условиях интенсивного земледелия Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР на формирование надземной и подземной частей растений кукурузы и ячменя, величину и качество урожая в плодосменном севообороте.

Основные направления работы:

- установить действие разных способов основной обработки на агрофизические и агрохимические свойства дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в плодосменном севообороте;

- определить влияние способов обработки почвы на развитие корневой системы кукурузы и ячменя;

- выяснить действие различных способов обработки почвы на формирование надземной части растений, их продуктивность и качество уро-";ш;

I-29-/2?

Гл КоесЁС® сигиа "-г'-кзи } им. К. А. и л..7Ь.. . 1 I

- изучить действие различного уплотнения субстрата на дыхательный газообмен кукурузы;

с

- определить величины критического и предельного давлений развиваемые корнями и ростками в процессе прорастания;

- дать экономическую оценку эффективности изучаемых способов обработки почвы.

Научная новизна. В полевых опытах установлен характер изменения агрохимических, биологических и агрофизических показателей плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в зависимости от способа ее обработки. Получены новые данные о влиянии способов основной,обработки почвы в плодосменном севообороте Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР на развитие надземной части, корневой системы и продуктивность растений кукурузы и ячменя. Впервые предложен способ определения максимального гидростатического давления, развиваемого клетками корня и надземной частью проростка в начальный период прорастания семян.

Практическая значимость работы. Результаты исследований рекомендуются для использования в сельскохозяйственном производстве при освоении энергосберегающих технологий обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в плодосменных севооборотах хозяйств Центрального района Нечерноземной зоны РСФСР.

Установлено, что применение поверхностной и чизельной основной обработки в условиях высокого фона минерального питания способствует улучшению агрохимических и агрофизических показателей плодородия верхнего слоя почвенного профиля, обеспечивает сокращение производственных затрат, и в конечном итоге уменьшает себестоимость продукции. В условиях совхоза "Комсомольский" Талдомского района Московской области показано преимущество поверхностной обработки под кукурузу. При :>гсм урожайность леченой wac-

сы,по сравнению со вспашкой, повысилась на 150 ц/га.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседаниях кафедры физиологии растений (1985-1987 гг.) и на научной конференции молодых ученых ТСХА (1987 г. ) .

Диссертационная работа рассмотрена и оцобрена на совместном заседании кафедр физиологии растенийЛ земледелия и методики опытного дела и растениеводства Московской сельскохозяйственной академии имени К.А.Тимирязева.

Объем работы. Диссертация изложена на 17 4 страницах машинописного текста, содержит 55 таблиц, о рисунков, 2 приложения. Она состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству. Библиографический список включает 259 источников, из них 43 иностранных.

ifecTo. условия проведения опытов и методика исследований. Полевые исследования проводили в стационарном опыте экспериментальной базы учебно-опытного хозяйства "Михайловское" ТСХА Московской области в период 1985-1987 гг.

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинис-тая, среднеокультуренная, мощность пахотного слоя 20-22 см.

Перед закладкой опыта почва характеризовалась следующими агрохимическими свойствами (в слоях 0-20 см и 2 0-40 см) : рН солевой вытяжки - соответственно 5,7 и 4,6, гидролитическая кислотность - 3,56 и 4,7 мэкв, сумма поглощенных оснований - 16,1 и 10,8 мэкв на 100 г почвы, содержание ?£% по Кирсанову - 6,4 и 6,1 мг, К20 по Пейве - 13,8 и 12,8 мг на 100 г почвы, гумуса 1,48 и 0.82Й. Минеральные удобрения вносили в дозах I20/V, I20P, I2 0K кг д. в. на га. Фосфорные и калийные удобрения применяли под основную обработку, азотные - под предпосевную.

Предпосевная обработка почвы на опытном участке включала ранневесеннта культивацию на 8 -Ю см и рыхление с одновременным выравниванием и прикатыванием РВК-3.

Объектом изучения служили: кукуруза (гибрид Днепровский 2 47), ячмень (сорт Ладя в 1986 г. и Зазерский в 1986-1987 гг. ) . Предшественником кукурузы во все годы исследований была озимая роаь, а для ячменя - занятый пар. Исследовали следующие варианты обработки почвы: I. вспадша на 20-22 см (контроль), 2. вспаака на 28-30 см, 3. чизелевание на 28-30 см, 4. обработка на 8-10 см дисковыми лущильниками.

Опыт залокен методом рендомизированных повторений. Учетная площадь делянки - 2 00 м , повторность 2-х кратная.

Агротехника вкращивания культур в опыте соответствовала рекомендациям пля данной зоны.

При проведении механической обработки 'почвы в зависимости от варианта использовали следующие орудия: борона дисковая тяжелая ЕДГ-2,6; плуг 1Ы-4-3 6; чизельный плуг ПЧ-2,7; культиватор КПС-4,0; рыхлитедь-вьравннватель-кагогк РБ;{-3,0; борона БЗСС-1, сеялка СЗ-3,6 .

Метеорологические условия вегетационных периодов 1955-19В7 гг. различались как ыекду собой, так и по сравнении со средними многолетними данными. В частности,1985 год характеризовался больпим количеством -осадков и пониженной темяоратурой воздуха в порвую половину вегетации и засушливым, «арким - во вторую. Для

1986 года были свойственны обилие осадков и благоприятные температурные условия. Сумма осадков в этот год составила 119,25 к среднемноголетней величине, а средняя температура - Юо,4;». В

1987 году метеорологические условия, в среднем за вегетации, бы-

ли близки к многолетним данным. Однако, понижение температуры воздуха, уменьзение количества осадков в июле и августе задержали рост растения, значительно увеличив неяфаэные периоды во всех вариантах опыта по сравнения с 1985-1986 гг.

Наблюдения и учеты в полевом опыте выполняли по соответствующим ГОСТам и принятым методикам.

Лабораторные исследования проводили в течение 1984-1987 гг. на кафедре физиологии растения ТСХА. В первой серии экспериментов изучали действие различного уплотнения корнеобитаемого субстрата на рост и газообмен растений. Объектом служила кукуруза (гибрид Днепровский 2 47) . Растения выращивали в камерах механического давления на корневую систему (psjc.I).

Варианты опыта: I. контроль; 2. давление 0,5-1,0 атм.; 3. давление 2-2,о атм.

Во второй серии опытов определяли максимальное гидростатическое давление, развиваемое клетками корня и надземной частью при прорастании семян. Для этого в специально разработанных нами герметичнее каморах создавали различное пневматическое давление: 2,4,6...15 атмосфер.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние способов основной обработки почвы на изменение показателей плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы. Применение различных способов основной обработки в плодосменном севообороте оказало определенное влияние на агрохимические и агрофизические свойства дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы. Как следует из табл.1 обработки с перемещением и перемешиванием почвенных горизонтов (вспапжа на 20-22 см и 28-30 см) приводят к образованию более выравненного по плодородию пахотно-

ffi

1 П-

Ш

3

А

Г

Рис. I. Камера механического давления

го слоя и одновременно разрушению подзолистого. В результате чизельной обработки происходит незначительное перемешивание генетических горизонтов, т.е. имеет место лишь подменивание пахотного слоя к подзолистому. В варианте ад с поверхностной обработкой сохраняется залегание почвенных горизонтов.

Различные способы основной обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы обусловили существенные изменения в со-

. Таблица I

Влияние различных способов основной обработки в плодосменном севообороте на агрохимические показатели плодородия дерново-подзолистой ереднесуглинистой почвы (фон /УЖ + известь), 1986 г.

Основная Юлой обработка!почвы, почвы i см

{Гумус, I %

■■ !Гидроли- 1Степень рн тическая Насыщен-

К2о

J кислот- ности ос -N100 г

! 1 1 1 1 !ность, ГмэквЛООг! !нован., % ! почвы

Вспашка 0. .10 1 77 1 6,Ь 1 8 90 6 I 23, 3 15, 9

на 2 0 см 10. .20 1 72 6 0 2, 0 89 7 21, 4 13 9

(конт- 0 31

роль ) 20. .30 0 2 3 5 80 4 8 3 8 2

30. .40 0 64 4 0 5 0 70 5 6 2 7 8

0. .10 1 38 5 9 2 2 '88 4 21, 3 15 4

Вспашка 10. .20 1 61 5 9 2» % 88 9 20, 6 14 5

на 3 0 см

20. .30 1 29 5 8 2 3 83 3 14 0 12 2

30. .40 0 74 4 1 4 7 71 8 5 9 10 1

0. .10 1 8 5 8 2 6 87 3 . 30 1 20 8

Чизеле- 10. .20 1 53 5 9 2 4 87 6 12 4 9 0

вание

на 30 см 20. .30 0 91 5 3 3 4 82 9 6 9 7 2

30. .40 0 46 3 9 5 3 68 1 4 3 8 3

0. .10 2 03 6 0 2 0 90 0 32 4 21 0

Обработ- 10. .20 1 59 6,1 1 8 90 5 14 7 9 7

ка на 20. .30 0 99 5 3 3 4 80 3 7 3 7 5

8-Ю см 0 48 72 0

30. .40 4 2 4 4 4 8 7 3

0. . .Ю 0 14 0 4 0 7 - . 9 ,2 8 3

ЖРЛ- 10. .20 0 23 0 5 0 6 - 5 8 4 6

0 о 20. .30 0 25 0 8 0 9 - 6 1 4 5

30. .40 0 21 0 3 0 6 — 2 1 2 8

Р * 5 П 2 ^

держании гумуса.. Так, при чизелевании.и поверхностной обработке увеличилось содержание гумуса в слое 0-Ю см, тогда как в случае глубокой вспашки (на 28-30 см) понижалось содержание гумуса в пахотном горизонте и повышалось в подпахотном. Вспаака на глубину 20-22 СУ (контроль) обеспечивала.равномерное распределение

а

гумуса в слое 0-20 см. Таким образом, сопоставление обработки • почвы без оборачивания и перемешивания пахотного слоя почвы (поверхностная, чнзельная) с традиционной (отвальная обработка) позволяет заключить» что первые способы улучшают агрохимические показатели плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в слое 0-Ю см, не оказывают существенного влияния на изменение этих показателей в слое 10-20 см и несколько ухудаают в слое 2 0-30 по сравнению с глубокой вспаокой.

Данные таблицы 2 показывают, что исследованные способы основной обработки почвы не оказали значительного влияния на агрофизические свойства дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы. Объемная масса почвы за осенне-зимний период на всех изученных вариантах выравнивается примерно до одинакового уровня. Существенно не различалась по вариантам обработки и пористость почвы. Практически одинаковым было влагообеспеченйе культур в годы с достаточным увлаанонием и только в засушливый период 1985 года запас влаги в метровом слое почвы в варианте с поверхностной обработкой был выше, чем при вспааке. Различия меяду вариантами обработки по твердости почвы сохранялись только в первую половину вегетации культур.

Развитие корневой системы кукурузы ' ячменя в зависимости от способа основной обработки почвы. Способ и глубина основной обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы оказывали определенное влияние на накопление сухой массы и характер распределения корневой системы растений (табл.3) . В частности, поверхностная обработка почвы способствовала увеличению обцей массы корней в слое 0-40 см как у кукурузы (на 0,9 ц/га) , так и ячменя (на I ц/га) по сравнению с вспазкой на глубину пахотного горизонта. В первом случае в верхнем слое почвы (0-10 см) было в 1,3-

Таблица 2

Влияние различных способов основной обработки в плодосменном севообороте на агрофизические показатели плодородия дерново-подзолистой средаесуглиниотой почвы, в срепнем за 19ьо-1ЭБ7 гг.

Показатели

! Слой ! Вспашка !Вспашка!Чизеле--! Обра 1 почвы, ! на 20 см !на 30 !вание ботка

• см 1

!(контроль)?см

!на 30 |см

!на

8-10

!см

Кукуруза

Объемная масса почвы, , о

Обшая пористость, /о

Твердость почвы, кг/см2

Запас продуктивной влаги, мм •

Объемная масса

почвы,г/смЗ

Обшая пористость,

%

Твердость почвы, кг/см

Запас продуктивной влаги, мм

0.. .10 1,36 1,37 1,34 • 1,33

10.. .20 1,45 1,47 1,45 1,47

20.. .30 1,60 1,51 1,49 1,49

0.. .10 47,5 47,1 48,3 48,7

10.. .20 44,0 43,2 44,0 43,2

20.. . 30 42,5 42,2 42,9 42,9

0.. .10 8,5 8,8 8,1 8,3

0.. .20 27,6. 22,5 23,7 24,9

0.. .30 47,6 43,3 46,4 54,1

0.. .30 58,5 55,2 58,4 61,1

- 0. ..100 190,9 182,6 191,3 195,4

Ячмень

0. ..10 1,32 1,34 1,32 1,30

10. ..20 1,46 1,48 1,45 1,45

20. ..30 1,50 1,50 1,47 1,48

0. ..10 49,0 48,3 49,0 49,8

10. ..20 43,6 42,9 44,0 43,6

20. ..30 42,5 42,5 43,7 43,3

0. ..10 6,8. 6,8 7,0 7,1

0. ..20 25,5 23,1 22,8 27,1

0. ..30 47,5 44,2 46,0 50,3

0. ..30 68,7 58,4 60,3 58,1

0. ..1С0 185,5 187,8 186,9 192,3

метьгаания одним растением контрольного варианта составляло 1,2 г,

Таблица 3

Распределение сухой массы корневоЛ системы кукурузы и ячменя по слоя» почвы в зависимости от способа основной обработки дерново-подэолистоа среднесуглинистоЯ почвы, в среднем за

J

I

-и

мхятж вдхмтч чстл ]ШГ IVIB СПД>Ш A tbitwur.o 1Э8Ь-Ш» гг.

Т

<

1 г 3 4

4

1?

F г р

3

и {

l

"pact

ir..n-гг.п

В ipMWTu гимн:

1.ХП-3.1Л 21ЛЯ-.Ь.»П

J I 4 H H

1 - ЪСПШИ* И» 20-Z2 CM (iKMlffb) Z - i>cm«»« m Л-ЗЭ см

3 •» лмли-ллмив **a ЛВ-30 см

4 - </!f4tiat....... в-IO c«

1 . R

1 г 3 4 1

J—1 I —ьГТ У i f 1- V

Li ия l ? %

..v.n-i.jra

"~1 - дниили* д»вчоиис10 pal a

1члп-.ь.»п

F 1

Г ?

!

глм-го.л l.iMo.n л,гя

- A«9'i»»w» И1НЧ1 i'-wvl сух л о 6t*O"Tya

*

г

3

1

J.0

4

3

Z

0

3

4

Г

1,0

Рис. 2. Динамика измзисинк накопления сухой меен

Чиэельная основная обработка была экономически более выгодна, чем вспаака на 20-22 см. В этом случае повышение чистого дохода по сравнении с контролем составляло соответственно 1,9 и 3,з;"о, снижение себестоимости - 1,6 и 2,4Й, а производственных затрат - на 4£.

Различия между ежегодной глубокой вспашкой и контролем по показателям экономической эффективности были незначительными.

Таким образом, наиболее высокая экономическая эффективность Б плодосменном севообороте достигается при поверхностной основной обработке дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы.

Влияние срепы корнеобитания на рост и газообмен растений КУКУРУЗЫ . В сельскохозяйственной литературе много данных о влиянии влажности почвы, ее аэрации на формирование корневой системы и надземной части растений, однако очень мало работ, посвященных изучения прямого действия механического давления субстрата на корневую систему и продуктивность культур. Вместе с тем, известно, что развивающиеся корни выполняят большую работу, связанную с энергозатратами при освоении ими необходимого объема почвенной среды и преодолением ее сопротивления.

С целью изучения действия механического давления субстрата на корневую систему растений и их реакции на это воздействие, нами разработан прибор -камера механического давления (рис.1) . Данная установка позволяет создавать необходимые величины объемной массы, определять максимальное усилие корней при преодолении ими механического сопротивления субстрата, имитировать его уплотнение и разуплотнение в разные периода роста растений. Прибор позволяет проводить наблюдения в динамике за формированием корневой системы и надземной части, определять интенсивность фотосинтеза ассимилирующих частей растений, дыхание, в т.ч. кор-

невой системы.

В первой серии опытов плотность субстрата (стеклянные зари-ки диаметром 1-3 мм) задавалась с момента посева семян кукурузы. При давлении 0,6-1,0 атм. объемная масса субстрата равнялась, примерно, 1,44 г/см3, 2,0-2,6 атм. - 1,60 г/см3. Воздействие механическим давлением вызывало снижение интенсивности дыхания, угнетало развитие надземной частя, причем при более высоком давлении (2,0-2,5 атм.) подавление этих функций растений проявлялось сильнее (табл.6). 3 фазу 8-9 листьев было смоделировано уплотнение корнеобптаемой среды, встречающееся в полевых условиях, например, при прохождении трактора. В этом случае объемную массу субстрата в камерах увеличивали до 1,60 г/см . Такое воздействие снижало интенсивность дыхания корней, причем, чем меньше была исходная объемная масса субстрата, тем сильнее было выражено угнетение дыхания в период уплотнения.

В целом можно заключить, что условия, лимитируюеие развитие корневой системы (механическое сопротивление), вызывают рез- . кое снижение интенсивности дыхания корней и как следствие этого - значительное подавление роста надземных органов.

Таблица 5

Структура растений кукурузы, выращенных в условиях различного механического давления на корневую систему

.Высота!Масса !Диаметр основа- }Площадьолиетьев,

Вариант {расте-!сухого 1ния стебля.мм {_сб£_

}ний, см!ве5ества !фаза 4_х , . аза Ь $ а3а 4-х!фаза ' 1 8 Н ' листьев* !Э-и !листьев !П-и _Ь_, части, г 1_1 листьев!_' листьев

Контроль 142,0 27,6 3,3 ' 12,6 31,7 2110,4

0,5-1,0 атм. „

( 1,44 г/см) 107,5 11,5 3,7 12,0 53,3 1094,4

2,0-2,5 атм.,,3

С 1,о0 г/см3) 63,6 9,8 3,3 8,5 48,4 811,1

1,4 раза больше корней, чеы во втором. Другими словами, поверхностная обработка почвы влечет за собой перераспределение корневой массы в пользу верхнего слоя. Причем в варианта с поверхностной обработкой большая масса корней отмечалась в основном во вторую половину вегетации культур.

Наблюдения за изменением поглощающей поверхности корней и их поглотительной активности не выявили заметных различий по вариантам, т.о. изученные способы обработки не оказали влияние на указанные показатели.

Влияние способов обработки почвы на формирование надземной части растений. Результаты наблюдений за ростом и развитием кукурузы и ячменя позволили установить, что в условиях рассматриваемого опыта способы основной обработки почвы оказали влияние только на растения кукурузы, тогда как у ячменя видимых различий мекду вариантами отмечено не было. Так, на фоне поверхностной обработки растения кукурузы к концу вегетации опережали по высото контрольные на 16-20 см. Аналогичная тенденция отмечалась и в накоплении сухой массы (рис.2) . В то яе время способы обработки почвы но оказали значительного влияния на формирование листовой поверхности как у кукурузы, так и ячменя. Правда, у ячменя поверхностная основная обработка вначале стимулировала развитие листовой поверхности (до фазы выхода в трубку) , а затем большей плодадьв ассимиляционного аппарата характеризовались растения в варианте со вспазкоЯ. У кукурузы площадь листьев на фоне поверхностной обработки была вызе только к концу вегетации.. Наибольаая величина фотосинтетического потенциала у растения кукурузы в условиях поверхностной обработки почвы позволила им сформировать и большую биомассу. Так, если суточное накопление биомассы в фазу выметывания одним растением контрольного варианта составляло 1,2 г,

См..

рд-д

70.

рдампЕ поддеюй 4М1 ЕЛЫНХЦБ отдан ал ШШШ

1985-1967 гг.. _Я ч ы » н ь_

3 4

С»

¡ьои

л04

1ЭД

101'

ьои

1Г..и-2г.У1 ып-э.уа

0 иришгы otwгt:

1 - ъсп:мн1 на ЕО&> с* (нчтрсль) I - ЭСПКПКЯ мя ЛБ-ЗЭ см

3 • • ЧИ~«*)04)«АЗ К4 ЛВ-\}0 СМ

4 - U<SI<<30K<C» Н1 в-10 с»

111

*

Г

'>1

1

Й Р*

л л

И Н.0

Н Н.о

1 1

раст,

0.0

а.тп-ь.ул

1.И-0.П

ШГ«Д9Лвний

г | э

I Й

!«1 1 Н

ЪУ"

ш

100

Но

;-40

11

г1 И

л.п-ь.п

ю.»п-ь.уц

13 - ;1**и«л«9 линвяксго 1]ега

ю.м-го.я

- л.Ч'4илк| 11НЧ1Ъ-11и| сунет оиау'зства

1.1Х-10.1Х •,,м»

сгу«делем«4

с

2

3

1

1

3

4

1

г

И

Г

1

э

г

А

Рис. 2. Динамика изменения накопления c-.yx.Oi» 1А1ССи

то на фоне дисковой обработки оно было.1,6 г. Различия по величине. *П посевов ячменя в зависимости от способов обработки почвы были незначительны.

Способы обработки почвы не оказали также заметного влияния и на накопление сухой массы растений. Отмечена лись некоторая тенденция к повышению накопления биомассы растениями ячменя на фоно мелкой основной обработки почвы в начальные фазы развития. Но к концу вегетационного периода наибольшей интенсивность» накопления сухого вещества отличались растения варианта со вспашкой.

Урожайность культур. Анализ урояаЯных данных показывает' (табл.4), что в среднем за 1985-1987 гг. изученные способы основной обработки дерново-подзолистой сроднесуглинистой почвы не оказывали заметного действия на конечную продуктивность кукурузы и ячменя. В частности, применение поверхностной и чизольной основной обработки почвы не вызывало снижения урожайности культур по сравнению с вспашкой на глубину 2 0-22 см. Применение глубокой вспааки (на 28-30 см) также не увеличивало урожайность изучаемых культур.

В целом рассмотренные данные дают основание заключить, что применение поверхностной и чизольной обработки почвы не снижает урожайность исследованных культур по сравнению с вспаакой на глубину пахотного горизонта.

Экономическая о-Мектяпность применения различны* способов оснопной обработки почин. Экономическую эффективность различных •способов обработки дерново-подзолистой сроднесуглинистой почвы оценивали по выходу основной продукции (ц корм.ед. с I га) , её стоимости (руб.), производственным затратам (руб. на I га) , себестоимости основной продукции (руб. I ц корм.ед.) и чистому до-

Таблица 4

Урожайность культур (т/га) в плодосменном севообороте в зависимости от способа основной обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы

Основная обработка почвы

!Б среднем ,1985 г.| 198а г.! 1987 г,.!за 1985, 1 11987 гг.

Кукуруза (зеленая масса)

Вспагка на 2 0 см (контроль) 69 6 80 2 49 2 66,3

Вспашка на 30 см 63 1 79 7 49 3 6-1,0

Чизелевание на 3 0 см 64 6 78 0 50 3 6-1,3

Обработка на 8-10 см 70 0 85 0 53 5 69,5

НСРоо 13 2 • 10 3 7 4

Ячмень (зерно)

Вспашка на 2 0 сы (контроль) 3 ,4 5, 7 ' 6 7 5,3

Вспаака на 30 см 3 2 5 3 6 7 5,1

Чизелевание на 30 см 3 3 5 4 6 8 5,2

Обработка на 8-10 см 3 ,2 5 ,4 6 9 5,2

КСР 0 5 0 2 0, 5 0 6

ходу (на I руб. затрат).

' Способы основной обработки почвы не оказывали существенного влияния на выход основной продукции изученных культур. Применение поверхностной основной обработки почвы как под кукурузу, так и под ячмень, по сравнению"с контролем, обеспечивало снижение производственных затрат соответственно на 13,3 и 13,018, снижение себестоимости продукции на 17,7 и 10,13. В конечном итоге чистый доход (на I руб. затрат) повысился при поверхностной обработке под кукурузу с 10,3 до 12,7 руб., а под ячмень о 6,7 до 6,5 руб.

Чиэельная основная обработка была экономически более выгодна, чем вспашка на 2 0-22 см. В этом случае повышение чистого до-\ хода по сравнению с контролем составляло соответственно 1.9 и

13

то на фоне дисковой обработки оно было 1,6 г. Различия по величине ЛП посевов ячменя в зависимости от способов обработки почвы были незначительны.

Способы обработки почвы не оказали такие заметного влияния и:на накопление сухой массы растений. Отмечена яияь некоторая тенденция к повышению накопления биомассы растениями ячменя на фоно мелкой основной обработки почвы в начальные фазы развития. Но к концу вегетационного периода наибольшей интенсивность!) накопления сухого вещества отличались растения варианта со вспаа-кой.

, Урожайность культур. Анализ урояайных данных показывает (табд.<1), что в среднем за I9S6-i9d7 гг. изученные способы основной, обработки дерново-подзолистой сраднесуглинистой почвы не оказывали заметного действия на коиочнуа продуктивность кукурузы и ячменя. В частности, применение поверхностной и чизольной основной обработки почвы не вызывало снижения урожайности культур по сравнению с вспаажой на глубину 20-22 см. Примененио глубокой вспаяки (на 28-30 см) также не увеличивало урожайность изучаемых культур.

В целом рассмотретше дшшые дают основание заключить, что применение поверхностной и чнзельной обработки почвы не снижает урожайность исследованных культур по сравнению с вспагкой на глубину пахотного горизонта.

Экономическая :*М<'ктотчюсть применения различных способов рснооной обработки почв». Экономическую эффективность различных способов обработки дерново-подзолистой сродиосугдшшетой почвы оценивали по выходу основной продукции (ц корм.од. с I га) , её стоимости (руб.) , производственным затратам (руб. на I га) , себестоимости основной продукции (руб. I ц копм »»" - '

Невой системы. '

В первой серии опытов плотность субстрата (стеклянные кари-ки диаметром 1-3 мм) задавалась с момента посева семян кукурузы. При давлении 0,5-1,0 атм. объемная масса субстрата равнялась, примерно, 1,44 г/см3, 2,0-2,5 атм, - 1,60 г/см3. Возде механическим давлением вызывало снижение'интенсивности дыхания, угнетало развитие надземной части, причем при более высоком давлении (2,0-2,5 атм.) подавление этих функций растений проявлялось сильнее (табл.о) . В фазу 6-9 листьев было смоделировано уплотнение корнеобитаемой среды, встречающееся в полевых условиях, например, при прохождении трактора. В этом случае сбъе.'/ную массу субстрата в камерах увеличивали до 1,60 г/см3. Такое воздействие снижало интенсивность дыхания корней, причем, чем меньше была исходная объемная масса субстрата, тем сильнее было выражено угнетение дыхания в период уплотнения.

В целом можно заключить, что условия, лимитируюсие развитие корневой системы (механическое сопротивление), вызывают резкое снижение интенсивности дыхания корней и как следствие этого - значительное подавление роста надземных органов.

Таблица 5

Структура, растений кукурузы, выращенных в условиях различного механического давления на корневую систему

]Бысота)Масса 1Диаметр основа- }Площадь2листьев,

jрасте-!сухого 1ния стебля.мм 1_смЛ_

Вариант {ний.см!вещества!'л4-х! * аза !фаза 4-Х!фаза 1 ! " " ™ ' л » « ь е вх' !§-и Ь листьев Ш - и _1_j части, г I •_; листьев!_' листьев

Контроль 142,0 27,5 3,3 ' 12,6 31,7 2110,4

0,5-1,0 атм.,3 •

( 1,44 г/см3) 107 , 5 . 11 , 5 3 ,7 12 , 0 5о,3 1094 ,4

2,0-2,5 атм.„

{ 1,о0 г/см3) 65,5 ' 9,8 .3,3 8,5 43,4 811,1.

° _контроль

Е - 0,5-1,0 атм.

10 .-2,0-2,5 атм.

ч/

-ч / V

Злист 5л. 7л. 9л. 11л.

до уплот- в период после нения уплотнения уплотнения

Рис.3. Интенсивность икания корней

I - исходное уплотнение; П - кратковременное механическое сдавливание.

Способ определения силы семян. Известно, что рост корней и других органов растении определяется интенсивностью деления и посдедуюаего растяжения клеток. Растяяение клеток связано с увеличением их объема, за счет увеличения массы цитоплазмы и объема вакуоли. При растяяении имеет место постоянное увеличение гидростатического давления на стенки клеток корня, что и позволяет им преодолевать сопротивление почвенных частиц в процессе движения в почве.

Нами предлокен способ определения максимального давления, развиваемого корнями и ростками при их прорастании. Способ основывается на" измерении величины пневматического давления в замкнутой камере, при котором рост проростков прекразается. Это давле-

\

ч

ние и является максимальной силой семян.

Предлагаемый нами способ является хороаей моделью здя изучения физиологии прорастания семян в условиях, имитирующих сопротивление прчвы росту корня и проростка (табл.6) .

Таблица 6

Зримерная шкала соответствия объемной массы почвы (г/см3) пневматическому давлению (атм.)

Объемная масса почвы Давление в камере

1.3 2

1.4 3 1,о 4 1,8 9

Таблица 7

Влияние пневматического давления на семена кукурузы в период их прорастания (гибрид Днепровский 247)

Давление атм.

Контроль 93 5 6Э 1 49 2 04 6 3 0,33 0 37

I атм. 96 6 24 1 37 2 34 5 2 0,25 0 28

2 атм. 92 6 07 .1 84 1 69 3 4 0,35 0 33

3 атм. 90 3 34 1 09 1 41 1 9- . 0,28 0 18

4 атм. 88 2 91 0 86 1 18 1 6 0,28 0 25

6 атм. 83 1 77 0 42 0 52 0 9 ♦0,16 0 12

8 атм. 60 0 80 .0 35 0 8 0,13 0 10

10 атм. 37 0 48 0 34 - . 0 8 0,02 0 09

12 атм. 2 0 30 0 22 • 0 ,7, -

Проросло

семян, %

Длина,

3 корня!рост-3 1*а-,

! зоны !растя-.«ения корня

(Затраты 1 сухой {массы семян на • прорастание , %

!Сухая масса, !г/ЭО зерновок '|корня !ростка

_! ! ! !

Указанный метод позволяет получить дополнительную информацию о качестве семян, их способности прорастать в плотной почве и монет быть использован в селекционном процессе для отбора семян и т.д.

Данные таблицы 7 показывают, что с помощью изменения пневматического давления в замкнутом объеме можно регулировать процессы роста корня и проростков растений. Проведенные нами наблюдения за прорастанием семян различных культур и сортов, при воздействии на них пневматическим давлением разных величин, выявили неодинаковую способность их противостоять высокому давлению.

БЫЗОДЫ

1. Применение в Центральном районе Нечерноземной зоны обработки почвы без оборачивания и перемешивания пахотного слоя (чи-зельная, поверхностная) в качестве основной не ухудшает плодородия дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы по сравнению с ежегодной вспашкой на глубину пахотного горизонта.

2. Чиэелевание и поверхностная обработка улучшают по сравнению с обычной (вспашка на 20-22 см) агрохимические показатели плодородия почвы в слое 0-10 см, не оказывая существенного влияния на них в слое 10-20 см. Вместе с тем, глубокая вспашка почвы

(на 28-30 см) имела некоторые преимущества по агрохимическим показателям плодородия в слое 20-30 см.

3. При всех изученных способах обработки почвы в течение осенне-зимнего периода наблюдается выравнивание основных агрофизических параметров ее плодородия. Следует отметить некоторое увеличение запасов влаги в почве в случае поверхностной и чи-эельной обработки в засушливые периоды вегетации растений.

•1. па £оне поверхностной и чизельной обработки почвы за-

метно увеличивается засоренность посевов однолетними сорняками и имеет место некоторое возрастание количества многолетних.

5. Исследованные способы обработки почвы оказали существенное влияние на рост и характер размещения корней растений. В частности, при поверхностной обработке отмечено увеличение массы корней во всем почвенном горизонте (0-40 см) и особенно в его верхнем слое (0-Ю см) .

6. Выявлена неодинаковая реакция изученных растения на способы обработки почвы. Так, у ячменя наиболее интенсивный рост наблюдался до фазы выхода растений в трубку на фоне поверхностной обработки, а при обычной вспашке - после выхода в трубку.

У кукурузы же заметное увеличение роста отмечено во второй период вегетации.

7. Способы обработки дерново-подзолистой среднесуглшшстой почвы оказали незначительное влияние на продуктивность и качество урожая кукурузы и ячменя. В частности, отмечено небольшое снижение содержания азота в надземных органах кукурузы и ячменя к концу вегетации в варианте с мелкой обработкой почвы.

8. Установлено, что наиболее высокая экономическая эффективность в плодосменном севообороте достигается при поверхностной основной обработке. Применение ее'под кукурузу и ячмень по сравнению с вспашкой обеспечило снижение производственных затрат соответственно на 13,3 и 13., снижение себестоимости продукции на 17,7 и 10, К, повышение чистого дохода (на I руб. затрат) на 23 и 14; 5.

9. Разработан прибор для изучения действия механического давления на корневую систему растений с целью выявления их реакции на изменение состояния.корнеобитаемой среды. Показано, что

условия, лимитирующие развитие корневой системы, вызывают резкое снижение интенсивности дыхания корней и как следствие этого • - значительное подавление роста надземных органов.

10. Разработан способ оценки силы семян с помощью пневматического давления в замкнутом объеме для изучения их потенциальной возможности противостоять повышенной плотности почвы.

ПРЕДДОЕЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Результаты проведенных нами исследований с кукурузой и ячменем подтверждают целесообразность применения в качестве основной обработки дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы в

/ Центральном районе Нечерноземной зоны чизелевания (на 28-30 см)

и поверхностной обработки (на глубину 8-10 см) . Чередование ука-' занных способов обработки с вспашкой на 20-22 см позволит избегать неблагоприятных тенденций в возрастании засоренности и фи-тотоксичности почвы.

2. Применение поверхностной и чизельной обработки почвы в качестве основной снижает себестоимость продукции кукурузы и ячменя соответственно на 10-18, 2-3,* и увеличивает чистый доход

(на I руб.затрат) - на 14-23, 2-4,2.

3. Разработанный нами способ определения силы семян мокет быть использован в растениеводстве и селекции для выявления сортовых различия по способности семян сельскохозяйственных культур прорастать в почве разной уплотненности.

0ПУБДЖСВЛН1Ш НО Т&1Е. ДИССЕРТАЦИИ РАБОТЫ

I. 1-'овченко В.А. Влияние способов основной обработки почвы на корноиую систему кукурузы и ячменя в плодосменном севообороте //3 сб.: Труди научной конференции молодых'ученых ТСХА 9-12 пени 19Ь? г. - ЦТ., 198,\ - 14 с.

2. Третьяков Н.Н., Шевченко В.А. Влияние способов основной обработки почвы и предшественников на продуктивность кукурузы и ячменя в севообороте, и содержание питательных веществ в различных органах растений. - М., 1987. - II с. /Рефер.журнал/ВНИИГЭИ агропром. Сер.Земледелив/.

3. Третьяков Н.Н., Шевченко В.А Способ определения силы семян. - Заявка на авт.св. № 4298301/15(134535) от 21 августа

1987 г. Положительное решение о выдаче авт.св. от 30 августа

1988 г.

Л-38726 25.11.88 г. Объем ГД п. л.

Заказ 2909.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно